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C#基礎(chǔ)之異步調(diào)用實(shí)例教程

更新時(shí)間：2014年09月06日 10:29:13 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了C#中的異步調(diào)用,對(duì)比同步調(diào)用分析了異步調(diào)用的原理及特點(diǎn),并以實(shí)例形式給出了實(shí)現(xiàn)方法,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例形式展示了C#中異步調(diào)用的實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)其原理進(jìn)行了較為深入的分析，現(xiàn)以教程的方式分享給大家供大家參考之用。具體如下：

首先我們來看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

小明在燒水，等水燒開以后，將開水灌入熱水瓶，然后開始整理家務(wù)
小文在燒水，在燒水的過程中整理家務(wù)，等水燒開以后，放下手中的家務(wù)活，將開水灌入熱水瓶，然后繼續(xù)整理家務(wù)
這也是日常生活中很常見的情形，小文的辦事效率明顯要高于小明。從C#程序執(zhí)行的角度考慮，小明使用的同步處理方式，而小文則使用的異步處理方式。

同步處理方式下，事務(wù)是按順序一件一件處理的；而異步方式則是，將子操作從主操作中分離出來，主操作繼續(xù)進(jìn)行，子操作在完成處理的時(shí)候通知主操作。

在C#中，異步通過委托來完成。請(qǐng)看下面的例子：

class Program  
{  
  static TimeSpan Boil()  
  {  
    Console.WriteLine("水壺：開始燒水...");  
    Thread.Sleep(6000);  
    Console.WriteLine("水壺：水已經(jīng)燒開了！");  
    return TimeSpan.MinValue;  
  }  
 
  delegate TimeSpan BoilingDelegate();  
 
  static void Main(string[] args)  
  {  
    Console.WriteLine("小文：將水壺放在爐子上");  
    BoilingDelegate d = new BoilingDelegate(Boil);  
    IAsyncResult result = d.BeginInvoke(BoilingFinishedCallback, null);  
    Console.WriteLine("小文：開始整理家務(wù)...");  
    for (int i = 0; i < 20; i++)  
    {  
      Console.WriteLine("小文：整理第{0}項(xiàng)家務(wù)...", i + 1);  
      Thread.Sleep(1000);  
    }  
  }  
 
  static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result)  
  {  
    AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;  
    BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;
    del.EndInvoke(result);
    Console.WriteLine("小文：將熱水灌到熱水瓶");  
    Console.WriteLine("小文：繼續(xù)整理家務(wù)");   
  }  
}

上面的例子是一個(gè)最簡(jiǎn)單的異步調(diào)用的例子，沒有對(duì)異步調(diào)用函數(shù)做任何參數(shù)傳遞以及返回值校驗(yàn)。這個(gè)例子反映了小文燒水的流程，首先小文將水壺放在爐子上，在定義好委托以后，就使用BeginInvoke方法開始異步調(diào)用，即讓水壺開始燒水，于是小文便開始整理家務(wù)。水燒開后，C#的異步模型會(huì)觸發(fā)由BeginInvoke方法所指定的回調(diào)函數(shù)，也就是水燒開后的處理邏輯由這個(gè)回調(diào)函數(shù)定義，此時(shí)小文將水灌入熱水瓶并繼續(xù)整理家務(wù)。

由此可見，在C#中實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用其實(shí)并不復(fù)雜，首先創(chuàng)建一個(gè)異步處理函數(shù)，并針對(duì)其定義一個(gè)委托；然后在調(diào)用函數(shù)的時(shí)候，使用委托的BeginInvoke方法，指定在函數(shù)處理完成時(shí)的回調(diào)函數(shù)（如果不需要對(duì)完成事件做處理，可以給null值），并指定所需的參數(shù)（如果沒有參數(shù)，也可以給null值）；最后在回調(diào)函數(shù)中處理完成事件。

請(qǐng)注意上例回調(diào)函數(shù)中的EndInvoke調(diào)用，EndInvoke會(huì)使得調(diào)用線程阻塞，直到異步函數(shù)處理完成。顯然，緊接在BeginInvoke后面的EndInvoke使用方式與同步調(diào)用等價(jià)。

EndInvoke調(diào)用的返回值也就是異步處理函數(shù)的返回值。我們把程序稍作修改，將Boil方法改成下面的形式：

static TimeSpan Boil()  
{  
  DateTime begin = DateTime.Now;  
  Console.WriteLine("水壺：開始燒水...");  
  Thread.Sleep(6000);  
  Console.WriteLine("水壺：水已經(jīng)燒開了！");  
  return DateTime.Now - begin;  
}

然后將BoilingFinishedCallback改成下面的形式：

static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result)  
{  
  AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;  
  BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;  
  Console.WriteLine("（燒水一共用去{0}時(shí)間）", del.EndInvoke(result));  
  Console.WriteLine("小文：將熱水灌到熱水瓶");  
  Console.WriteLine("小文：繼續(xù)整理家務(wù)");  
}

那么我們就可以在EndInvoke的時(shí)候，獲得由Boil異步處理函數(shù)返回的時(shí)間值。事實(shí)上，如果定義的BoilingDelegate委托存在參數(shù)列表，那么我們也可以在BeginInvoke的時(shí)候，將所需的參數(shù)傳給異步處理函數(shù)。BeginInvoke/EndInvoke函數(shù)的簽名與定義它們的委托簽名有關(guān)。

注意：在修改后的BoilingFinishedCallback方法中，為了得到委托實(shí)例以便獲取異步處理函數(shù)的返回值，我們采用了下面的轉(zhuǎn)換：

AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;  
BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;

這樣才能獲得調(diào)用異步處理函數(shù)的委托的實(shí)體。

.NET處理異步函數(shù)調(diào)用，事實(shí)上是通過線程來完成的。這個(gè)過程有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.異步函數(shù)由線程完成，這個(gè)線程是.NET線程池中的線程

2.通常情況下，.NET線程池?fù)碛?00個(gè)線程（當(dāng)然這個(gè)數(shù)量可以設(shè)置），每當(dāng)調(diào)用BeginInvoke開始異步處理時(shí)，異步處理函數(shù)就由線程池中的某個(gè)線程負(fù)責(zé)執(zhí)行，而用戶無法控制具體是由哪個(gè)線程負(fù)責(zé)執(zhí)行

3.由于線程池中線程數(shù)量有限，因此當(dāng)池中線程被完全占用時(shí)，新的調(diào)用請(qǐng)求將使函數(shù)不得不等待空余線程的出現(xiàn)。此時(shí)，程序的效率會(huì)有所影響。

為了驗(yàn)證這些特點(diǎn)，請(qǐng)看下面的程序：

class Program  
{  
  delegate void MethodInvoker();  
  static void Foo()  
  {  
    int intAvailableThreads, intAvailableIoAsynThreds;  
    ThreadPool.GetAvailableThreads(out intAvailableThreads, out intAvailableIoAsynThreds);  
    string strMessage = String.Format(@"Is Thread Pool: {0},  
    Thread Id: {1} Free Threads {2}",  
        Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString(),  
        Thread.CurrentThread.GetHashCode(),  
        intAvailableThreads);  
    Console.WriteLine(strMessage);  
    Thread.Sleep(10000);  
    return;  
  }  
 
  static void CallFoo()  
  {  
    MethodInvoker simpleDelegate = new MethodInvoker(Foo);  
    for (int i = 0; i < 15; i++)  
    {  
      simpleDelegate.BeginInvoke(null, null);  
    }  
  }  
  static void Main(string[] args)  
  {  
    ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10);  
    CallFoo();  
    Console.ReadLine();  
  }  
}

這個(gè)程序在起始的時(shí)候?qū)⒕€程池中最大線程個(gè)數(shù)設(shè)置為10個(gè)，然后做15次異步調(diào)用，每個(gè)異步調(diào)用中都停留10秒鐘當(dāng)作處理本身所要消耗的時(shí)間。從程序的執(zhí)行我們可以看到，當(dāng)前10個(gè)異步調(diào)用完全開始以后，新的異步調(diào)用就會(huì)等待（注意：不是主線程在等待），直到線程池中有線程空閑出來。

希望本文所述對(duì)大家的C#程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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